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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
im Allgemeinen Bedienungsmechanismen für Türen. Im Besonderen betrifft
die vorliegende Erfindung kraftbetriebene Bedienungsmechanismen
zum Öffnen
und Schließen
von Türen.
Im Speziellen betrifft die vorliegende Erfindung einen motorbetriebenen
Bedienungsmechanismus zum Antreiben und Steuern einer Tür, wie einer
unterteilten Garagenkipptür,
während
ihres Arbeitstakts einschließlich Öffnungs-
und Schließbewegungen.
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HINTERGRUND
DER TECHNIK
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Motorisierte Vorrichtungen zum Öffnen und Schließen unterteilter
Kipptüren
sind schon lange auf dem Gebiet bekannt. Diese kraftbetriebenen
Bedienungsmechanismen wurden zum Teil auf Grund von extrem großen, schweren
gewerblichen Türen
für Industriegebäude, Lagerhäuser und Ähnliches
entwickelt, wo das Öffnen
und Schließen
der Türen
eine Kraftunterstützung
unabdingbar gebietet. Später führte der
Bedarf von Hausbesitzern für
bequeme, sichere Türbedienungsmechanismen
zu einem extrem großen
Markt für
kraftbetriebene Türbedienungsmechanismen
zur häuslichen
Verwendung.
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Die große Mehrheit von motorisierten
Bedienungsmechanismen für
häusliche
Garagentore nutzt ein laufkatzenartiges System, das Kraft auf einen
Abschnitt der Tür
ausübt,
um sie zwischen der geöffneten
und der geschlossenen Position anzutreiben. Ein anderer Typ von
motorisiertem Bedienungsmechanismus ist als „Blindwellen"-Bedienungsmechanismus
bekannt, der praktisch ausschließlich bei kommerziellen Anwendungen
verwendet wird und so genannt wird wegen der Ähnlichkeiten mit Übertragungsvorrichtungen,
bei denen sich die Trieb- oder Antriebswelle parallel zu der getriebenen
Welle befindet, wobei die Kraftübertragung
mechanisch durch Getriebe, Riemen oder Ketten zwischen der Antriebswelle
und einer getriebenen Welle, die die Türposition steuert, erfolgt.
Obwohl so manche Anstrengung unternommen wurde, um hydraulisch oder pneu matisch
getriebene Bedienungsmechanismen zu konzipieren, haben diese Anstrengungen
bisher kein wesentliches Ausmaß an
kommerzieller Akzeptanz erreicht.
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Die wohlbekannten laufkatzenartigen
Türbedienungsmechanismen
sind normalerweise direkt mit dem oberen Abschnitt einer Garagentür verbunden
und können
zur universellen Anwendung kraftbetrieben sein, um Türen von
weitaus unterschiedlichen Größen und
Gewichten, auch mit wenig oder keiner Unterstützung durch ein Gegengewichtssystem
für die
Tür, zu
betätigen.
Da das Betätigungskraftvermögen von
laufkatzenartigen Bedienungsmechanismen normalerweise sehr hoch
ist, sind normalerweise Krafteinstellungen nötig und werden bereitgestellt,
um in Abhängigkeit
von der Anwendung verschiedene Zustände zuzulassen und ein Einstellen des
Bedienungsmechanismus zu gestatten. Wenn eine Garagentür und ein
laufkatzenartiger Bedienungsmechanismus zu Beginn installiert und
beide auf optimale Leistung eingestellt werden, kann das Kipptürsystem,
wie konstruiert, gut funktionieren. Jedoch mit dem Altern des Systems
entwickelt sich auf Grund von Schmierverlust an Rollen und Scharnieren
zusätzliche
Reibung an den Tor- und Bedienungsmechanismusbauteilen. Außerdem kann
die Tür
Feuchtigkeit aufnehmen und schwerer werden, und Gegengewichtsfedern
können
etwas von ihrer ursprünglichen
Verdrehungskraft verlieren. Diese und ähnliche Faktoren können die
Betriebscharakteristiken, denen der Bedienungsmechanismus ausgesetzt
ist, erheblich verändern,
was zu unberechenbarem Türbetrieb
wie Anhalten und Richtungsumkehr der Tür an unprogrammierten Stellen
im Arbeitstakt führen
kann.
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Statt die Bedingungen, die die Türleistung beeinträchtigen,
festzustellen und zu korrigieren, was wahrscheinlich die Fähigkeiten
eines Hausbesitzers überschreitet,
oder eine qualifizierte Person des Kundendienstes zu beauftragen,
erhöhen
Hausbesitzer häufig
die Krafteinstellung auf die maximale Einstellung. Was diese Ursache
für maximale
Einstellungen noch erleichtert, ist der Umstand, dass der Krafteinstellmechanismus
normalerweise bequem außerhalb des
Motorgehäuses
von laufkatzenartigen Bedienungsmechanismen zugänglich ist und das Einstellen
auf höhere
Krafteinstellungen viele Probleme zu beheben scheint. Eine weitere
Ursache für
maximale Krafteinstellungen hat ihren Ursprung bei den Installierern,
die möglicherweise
einen festen Betrag pro Installation gezahlt bekommen, so dass zeitliche
Erwägungen
eher zu einer maximalen Krafteinstellung führen als zum Feststellen der
Ursache für
den Zustand, der die unmäßig hohe
Krafteinstellung erforderlich macht, und deren Korrektur. Außerdem gehen Rückrufe im Rahmen
des Kundendienstes zumindest kurzfristig nach der Installierung
manchmal zu Lasten des Installierers. Dies kann einen Installierer
veranlassen, den Bedienungsmechanismus auf die maximale Krafteinstellung
einzustellen, so dass die Wahrscheinlichkeit eines solchen Rückrufs im
Rahmen des Kundendienstes geringer wird. Das Einstellen eines Bedienungsmechanismus
auf eine maximale Krafteinstellung erzeugt jedoch einen unsicheren
Zustand, da der Bedienungsmechanismus gegenüber Hindernissen höchst unsensibel
wird.
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Wird eine maximale Krafteinstellung
an einem laufkatzenartigen Bedienungsmechanismus vorgenommen, kann
der unsichere Zustand außerdem
im Falle einer oder mehrerer gebrochener Federn auf dramatische
Weise deutlich werden. In diesem Fall könnte, wenn der Bedienungsmechanismus während eines
Notfalls oder bei Untersuchen eines fehlerhaften Türbetriebs
in der vollständig
geöffneten Position
von der Tür
getrennt wird, eine Hälfte
oder die Gesamtheit des gegengewichtslosen Gewichts der Tür die Tür mit einer
guillotinenartigen Wirkung in die geschlossene Position treiben.
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Ein anderes Problem bei laufkatzenartigen Bedienungsmechanismen
besteht darin, dass sie keinen Mechanismus besitzen, um das Antriebssystems
automatisch von der Tür
zu trennen, wenn die Tür
auf ein Hindernis trifft. Dies erfordert erhebliche Anstrengung
und Kosten, die bisher in die Entwicklung von einer Vielzahl von
Arten, wie Sensoren und Codiereinrichtungen, investiert wurden,
um der Steuerung des Bedienungsmechanismus zu signalisieren, wenn
ein Hindernis angetroffen wird. Bei praktisch allen Beispielen sind
manuelle Trennmechanismen zwischen der Tür und dem Bedienungsmechanismus
erforderlich, um bei Stromausfällen
oder Bränden
und Notfällen,
bei denen ein Einschluss eintritt und die Tür zum Befreien eines Hindernisses
von dem Bedienungsmechanismus getrennt werden muss, ein manuelles
Betätigen
der Tür
zu ermöglichen.
Diese mechanischen Trennvorrichtungen können, wenn sie mit einer maximalen
Krafteinstellung des Bedienungsmechanismus gekuppelt sind, durchaus
eine Kraft auf eine Person oder einen Gegenstand ausüben, die
ausreichend hoch sein kann, um den Trennmechanismus zu verklemmen
und ein Ingangsetzen schwierig, wenn nicht unmöglich, zu machen.
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Zusätzlich zu den oben angegebenen schwerwiegenden
Betriebsmängeln
müssen
sich manuelle Trennvorrichtungen, die normalerweise aus einem Seil
mit einem Griff beste hen, innerhalb von etwa 1,80 m vom Boden erstrecken,
um ein Greifen und Betätigen
durch eine Person zu gestatten. Bei einer Garagenöffnung für ein einzelnes
Fahrzeug kann sich das zentral positionierte manuelle Trennseil
mit Griff durch mittige Positionierung bei Bewegung der Tür an einem
Fahrzeug verfangen oder kann auf Grund seiner Positionierung über einem
in der Garage befindlichen Fahrzeug schwer zu erreichen sein. Laufkatzenartige
Türbedienungsmechanismen
verursachen eine Vielzahl von peripheren Problemen, da der Bedienungsmechanismus
an der Decke oder an einer anderen Struktur angebracht werden muss, die
sich im Wesentlichen mittig zu und hinter der unterteilten Tür in der
vollständig
geöffneten
Position befindet.
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Für
den Betrieb ist außerdem
eine präzise Ausrichtung
von entscheidender Bedeutung, da der Verbindungsarm des Bedienungsmechanismus
direkt an der Tür
befestigt ist und somit vollständig
unabhängig
von dem Gegengewichtssystem Kräfte
auf die Tür überträgt. Bei
falscher Ausrichtung kann die Tür
durchaus klemmen und dadurch eine häufige Anpassung oder einen
unerwünschten
Anstieg bei der Krafteinstellung an dem Bedienungsmechanismus erforderlich
machen. Es ist daher zu beachten, dass eine falsche Ausrichtung
umso bedeutender wird, je breiter die Tür ist. Des Weiteren gilt, dass,
wenn ein über
Kopf befindlicher Balken oder ein anderes Hindernis mittig zu der
Tür positioniert
ist, wo normalerweise ein Bedienungsmechanismus angebracht würde, das
außermittige
Anbringen eines Bedienungsmechanismus zusätzliche Sorgfalt im Bezug auf
den Ausgleich bei der Einstellung des Gegengewichtssystems erfordert,
nicht zu vergessen, die erhöhte Wahrscheinlichkeit
des Entstehens von falscher Ausrichtung, die häufig korrigiert werden muss.
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Die Position der Laufkatze über der
Tür führt häufig zu
erheblichem Schmiermittel und angesammeltem Schmutz, die freigesetzt
werden, um auf die Außenseite
der Tür
oder den Boden einer Garage zu fallen. Auf Grund der erforderlichen
Positionierung der Motoreinheit eines laufkatzenartigen Bedienungsmechanismus,
wie oben beschrieben, wirft das Erfordernis, das Motorgehäuse in einer
zentralen Position in der Garage und hinter der Tür anzubringen, weitere
Zusatzprobleme auf. Typischerweise wird das Motorgehäuse an gelochten
Winkeleisen montiert, die wiederum mit einer Vielzahl von Schrauben an
der Garagendecke befestigt sind, die normalerweise aus Gipskartonplatten,
Gipsverputz oder Ähnlichem
besteht. Die Radialkraftvektoren an den Schrauben, die durch die
Reaktion an dem Antriebsmotor auf die Türbewegung hervorgerufen werden, insbesondere
diejenigen bei der Anfangsbewegung der Tür, verursachen einen Ermüdungsbruch
des Deckenmaterials, was schließlich
zu einem Lösen
der Befestigungsschrauben führt.
Dies kann dazu führen, dass
das Motor- und Laufkatzenschienengewicht die Resthaltekraft der
Befestigungsschrauben überwindet,
was dazu führt,
dass das gesamte System herunterfällt und möglicherweise Personen verletzt
oder darunter befindliche Gegenstände beschädigt. Adäquate Inspektion oder Wartung
der Befestigungsschrauben, um nachlassendes Festhalten zu vermeiden,
erfordern Inspektion und Arbeit in nächster Nähe zu den Getrieben, Kettenrädern, Ketten
und Ähnlichem,
die häufig
nur wenige oder keine Schutzabdeckungen besitzen, wodurch die Möglichkeit ernsthafter
Körperverletzung
besteht.
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Ein anderer Faktor, der mit der Art
und Weise verbunden ist, wie laufkatzenartige Bedienungsmechanismen
angebracht werden, betrifft die Befestigung des Endes der Laufkatzenschiene
in dem Bereich nahe des Türsturzes. Üblicherweise
wird der Montageträger
für ein
Torsionsfeder-Gegengewichtssystem an einer Federaufnahmeplatte befestigt,
die normalerweise die Form eines Holzes mit einer Länge von
2 × 6
aufweist, das im Wesentlichen in der Mitte der Tür über dem Sturz angebracht ist.
Ob es sich nun um eine Originalinstallation oder eine Nachrüstung handelt,
der Träger,
der das Ende der Laufkatzenschiene an dem Sturz befestigt, wird
normalerweise an derselben Aufnahmeplatte befestigt. Diese Aufnahmeplatten,
die zur Aufnahme des resultierenden Drehmoments der Torsionsfeder
gespannt sind, versagen manchmal durch Spaltung, wenn Schrauben
in die Aufnahmeplatte getrieben werden, um den Befestigungsträger an dem
Ende der Laufkatzenschiene anzubringen. Da der Bereich über dem
Sturz nur bei geschlossener Tür
zugänglich
ist, stehen die Gegengewicht-Torsionsfedern unter ihrer maximalen Spannung.
Das Spalten der Federaufnahmeplatte gibt den Torsionsfederträger frei
und führt
zu kraftvoller Entlastung der Torsionsfeder, was ein schnelles Drehen
des Montageträgers
verursacht und somit die Möglichkeit
für ein
ernsthaftes Verletzen eines Installierers in der Nähe des Bedienungsmechanismus
eröffnet.
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Ein weiterer Problembereich bei laufkatzenartigen
Bedienungsmechanismen besteht darin, dass das hohe Kraftvermögen dieser
Bedienungsmechanismen auf die obere Füllung der Tür ausgeübt wird. Häufig wird die obere Füllung von
Herstellern, trotz zusätzlicher
Kosten und zusätzlichen
Gewichts, zusätzlich
verstärkt,
um Schaden zu verhindern, wenn ein Hindernis angetroffen wird oder
wenn die Tür
sich falsch ausrichtet und gehemmt wird oder stecken bleibt. Somit
tragen sowohl das Grundprinzip für
den Betrieb als auch die erforderliche Anordnung und Schnittstelle
mit der Tür
zu Nachteilen in punkto Betrieb, Sicherheit und Kosten bei.
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Der kommerzielle Einsatz von Blindwellen-Bedienungsmechanismen
war bisher praktisch ausschließlich
auf kommerzielle Anwendungen beschränkt, bei denen ein großer Abschnitt
der Tür
in der vertikalen Position bleibt. Dies tritt ein, wo eine Türöffnung 15
(4,57 m), 20 (6,10 m) oder mehr Fuß hoch sein kann, wobei nur
ein Abschnitt der Öffnung für das Ein-
und Ausfahren von Fahrzeugen benötigt wird.
Diese Blindwellen-Bedienungsmechanismen werden nicht an der Tür befestigt,
sondern an einem Bauteil des Gegengewichtssystems, wie der Welle oder
einer Kabeltrommel, befestigt. Auf Grund dieser Art von Verbindung
mit dem Gegengewichtssystem erfordern diese Bedienungsmechanismen,
dass ein beträchtliches
Türgewicht
an dem Aufhängungssystem
gehalten wird, wie es der Fall ist, wenn sich ein Hauptabschnitt
der Tür
immer in der vertikalen Position befindet. Dies ist notwendig, da
Blindwellen-Bedienungsmechanismen typischerweise nur die Tür von der
geschlossenen zu der geöffneten
Position antreiben oder anheben und von dem Gewicht der Tür abhängen, um
die Tür
von der geöffneten
zu der geschlossenen Position zu bewegen, wobei die an dem Gegengewichtssystem
befestigten Aufhängekabel
allein die Schließrate
steuern.
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Ein solcher Einbahnantrieb bei einem
Blindwellen-Bedienungsmechanismus schafft potenzielle Probleme,
wenn die Tür
bei Abwärtsbewegung klemmt
oder auf ein Hindernis trifft. In diesem Fall kann der Bedienungsmechanismus
weiter die Aufhängekabel
entlasten, so dass, wenn die Tür
nachfolgend freigemacht oder das Hindernis entfernt wird, die Tür mit möglichem
Schaden an der Tür
oder an etwas in ihrer Bahn frei fallen kann. Ein solches Entlasten
der Aufhängekabel
kann außerdem
dazu führen,
dass die Kabel aus den Speichertrommeln herausspringen, wodurch
beträchtliche
Wartung erforderlich wird, bevor der Normalbetrieb wieder aufgenommen
werden kann.
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Blindwellen-Bedienungsmechanismen
werden normalerweise außerhalb
der Schienen angebracht und können
fest an einem Türpfosten
befestigt werden, anstatt an der Decke oder der Wand über dem
Sturz aufgehängt
zu werden. Obwohl bei einer kommerziellen Installation normalerweise
reichlich Pfostenraum an den Seiten einer Tür oder über dem Sturz besteht, verfügen diese
Bereiche bei privaten Garagenanwendungen häufig nur über begrenzten Raum. Des Weiteren
spricht die Tatsache, dass die normalen Blindwellen-Bedienungsmechanismen
erfordern, dass ein großer
Teil der Tür
in einer vertikalen Position gehalten wird, absolut gegen deren
Verwendung bei privaten Anwendungen, wo die Tür in der Lage sein muss, eine
im Wesentlichen horizontale Position einzunehmen, da in vielen Fällen im
Wesentlichen die gesamte Höhe
der Türöffnung zum Ein-
und Ausfahren von Fahrzeugen benötigt
wird.
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DE 90 16 317U offenbart einen Bedienungsmechanismus
zum Antreiben einer unterteilten Tür mit einem Gegengewichtssystem,
das ein mit der Tür verbundenes
Antriebsrohr umfasst. Der Bedienungsmechanismus umfasst einen Motor
zum Drehen einer Antriebswelle, ein an der Antriebswelle angebrachtes
Getriebe und eine getriebene Welle, die an dem Antriebsrohr angebracht
ist und in das Getriebe eingreift.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist daher das Bereitstellen eines motorisierten Bedienungsmechanismus
für eine
unterteilte Tür,
der so konstruiert ist, dass er installiert werden kann, ohne zusätzlichen
Kopfraum über
einem relativ zu der Tür angebrachten
Torsionsfeder-Gegengewichtssystem oder Seitenraum außerhalb
der vertikalen Schienen zu benötigen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines solchen motorisierten Bedienungsmechanismus, der keine mechanische
Trennvorrichtung zwischen dem Bedienungsmechanismus und der Tür erfordert,
wobei jedoch die manuelle Betätigung
der Tür
zu jeder Zeit, da der Motor nicht die Tür antreibt, erfolgen kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines solchen motorisierten Bedienungsmechanismus, der ständig Widerstand
gegen die Abwärts-
oder Schließbewegung
der Tür
bereitstellt, um somit ein Freifallen der Tür zu verhindern, wenn eine Torsionsfeder
bricht.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist das Bereitstellen eines motorisierten Bedienungsmechanismus
für unterteilte
Türen,
der den Bedarf für
physikalisches Befestigen an der Tür beseitigt, indem er an einer
Stelle entlang der Breite der Tür
in der Nähe
des Antriebsrohrs des Gegengewichtssystems angebracht ist und durch
dieses arbeitet. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist das Bereitstellen eines solchen motorisierten Bedienungsmechanismus,
der dazu dienen kann, die Krümmung
des Gegengewichtsantriebsrohrs zu reduzieren, mit dem er direkt
gekuppelt ist, um umgehende, direkte Rückmeldung von Unterbrechungen und
Hindernissen, die die Tür
auf dem Weg beeinflussen können,
bereitzustellen. Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das
Bereitstellen eines solchen Bedienungsmechanismussystems, bei dem
die Türträgheit nicht
gedämpft
oder berücksichtigt
werden muss, was dem Bedienungsmechanismussystem gestattet, schnell
auf das Erfassen eines Einschlusses zu reagieren, um dadurch zu
verhindern, dass der Bedienmechanismus nach Antreffen eines Hindernisses
weiterläuft.
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Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist das Bereitstellen eines motorisierten Bedienungsmechanismus
für unterteilte
Türen,
bei dem Laufkatzenschienen, Verstrebung von Antriebsbauteilen oder
das Aufhängen
von Elementen davon an der Decke über dem Sturz oder in sonstiger
Form außerhalb
des von den Schienen- und Türsystemen definierten
Bereichs nicht erforderlich sind. Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist das Bereitstellen eines solchen motorisierten Bedienungsmechanismus,
bei dem die Anzahl von Teilen gegenüber herkömmlichen Bedienungsmechanismen
stark reduziert ist, um verbesserte Zuverlässigkeit bereitzustellen. Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines solchen Motor-Bedienungsmechanismus,
der keine Einstellungen erfordert und der keine Einrichtungen zum
Einstellen durch einen Verbraucher aufweist, wodurch die Möglichkeit
für das
Vornehmen von Einstellungen, die die Erwägungen im Bezug auf Betrieb und
Sicherheit negativ beeinflussen könnten, beseitigt wird. Noch
eine andere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen eines solchen
motorisierten Bedienungsmechanismus, der schnell und einfach installiert
werden kann und der ein hochwirksames Untersetzungssystem aufweist,
so dass der Motor von einer Batteriestromquelle wie auch von einer
standardmäßigen Haushalts-Wechselstromversorgung
betrieben werden kann.
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Die vorliegende Erfindung stellt
einen Bedienungsmechanismus für
das Bewegen einer unterteilten Tür
(D) in aufwärtige
und abwärtige
Richtungen mit einem Gegengewichtssystem bereit, das ein mit der
Tür verbundenes
Antriebsrohr umfasst, umfassend einen Motor, eine von dem Motor
angetriebene Antriebswelle, ein an der Antriebswelle montiertes Getriebe
und eine getriebene Welle, die an dem Antriebsrohr montiert ist
und in das Getriebe eingreift,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Motor ein Umkehrmotor ist und die Antriebswelle von dem Motor wahlweise
in zwei Richtungen angetrieben werden kann, und der Bedienungsmechanismus
des Weiteren einen Kuppler und ein Antriebsrad an der Antriebswelle
umfasst, wobei der Kuppler von der Antriebswelle angetrieben wird
und das Antriebsrad dreht,
das Antriebsrad in einer Richtung
in das Getriebe eingreift, aber relatives Drehen in die entgegengesetzte Richtung
zulässt,
so dass das Antriebsrad das Getriebe nur dann dreht, wenn der Motor
die Antriebswelle in eine erste Richtung dreht, um die Tür zum Aufwärtsbewegen
zu veranlassen,
wobei der Kuppler zwischen einer ersten Position,
in der der Kuppler direkt in das Getriebe eingreift, und einer zweiten
Position, in der der Kuppler von dem Getriebe getrennt ist, bewegt
werden kann, wobei der Kuppler in der ersten Position das Getriebe
direkt dreht, wenn der Motor die Antriebswelle in eine zweite Richtung
dreht, um die Tür
zum Abwärtsbewegen zu
veranlassen,
und das relative Drehen zwischen dem Getriebe
und dem Antriebsrad ein manuelles Anheben der Tür ermöglicht, wenn sich der Kuppler
in der zweiten Position befindet, ohne ein Drehen des Motors zu
verursachen.
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Die vorliegende Erfindung stellt
außerdem einen
Bedienungsmechanismus für
das Bewegen einer unterteilten Tür
(D) in aufwärtige
und abwärtige Richtungen
mit einem Gegengewichtssystem bereit, das ein drehbelastetes Antriebsrohr
zum Verbinden mit der Tür
umfasst, umfassend einen motorisierten Antriebsmechanismus zum Drehen
einer Antriebswelle und einen Getriebestrang, der die Antriebswelle
und das Antriebsrohr miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebswelle durch den motorisierten Antriebsmechanismus
wahlweise in zwei Richtungen angetrieben wird und der Bedienungsmechanismus
des Weiteren umfassend einen ersten Antriebsmechanismus, der bei
Drehen der Antriebswelle in nur eine Richtung betrieben werden kann,
zum Drehen des Getriebestrangs, um die unterteilte Tür in eine
Richtung anzutreiben, und einen Kuppler, der wahlweise in direkten
Eingriff mit dem Getriebestrang bewegt werden kann, um die unterteilte
Tür in
die andere Richtung anzutreiben, wenn die Antriebswelle in die andere
Richtung gedreht wird, wobei die Bewegung des Kupplers aus dem Eingriff
mit dem Getriebestrang heraus ein manuelles Bewegen der unterteilten
Tür ermöglicht.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung
stellt ein Bediensystem für
das steuerbare Bewegen einer unterteilten Tür (D) zwischen geöffneter
und geschlossener Position im Verhältnis zu einem Türrahmen
mit einem Paar Türpfosten
und einem verbindenden Sturz bereit, umfassend ein Gegengewichtssystem mit
einem Antriebsrohr, das mit der unterteilten Tür nahe den Enden davon verbunden
ist, einen neben dem Antriebsrohr angebrachten motorisierten Bedienungsmechanismus
und einen Triebstrang, der das Antriebsrohr und den motorisierten
Bedienungsmechanismus zum Antreiben der unterteilten Tür miteinander
verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der motorisierte Bedienungsmechanismus
die Tür
wahlweise in aufwärtige
und abwärtige
Richtungen bewegt und das Bediensystem des Weiteren umfassend erste
Antriebseinrichtung, die zum Antreiben der Tür in nur eine Richtung betrieben
werden kann, und Kupplereinrichtung in dem motorisierten Bedienungsmechanismus,
die in eine Antriebsposition eingreifen kann, um die Tür in die
andere Richtung anzutreiben, und die aus der Antriebsposition zurückgezogen
werden kann, wenn die unterteilte Tür zwischen der geöffneten
und der geschlossenen Position von einem Gegenstand angehalten wird,
wobei die unterteilte Tür
manuell zu der geöffneten
und der geschlossenen Position hin bewegt werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Hinteransicht einer unterteilten über Kopf
befindlichen Garagentürinstallation
mit einem bekannten Torsions-Gegengewichtssystem mit einem motorisierten
Bedienungsmechanismus nach den Konzepten der vorliegenden Erfindung,
der in funktionsfähiger
Beziehung damit installiert ist.
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2 ist
eine vergrößerte Perspektivansicht des
motorisierten Bedienungsmechanismus aus 1, wobei Abschnitte der Abdeckung weggelassen
wurden, um die mechanische Verbindung des motorisierten Bedienungsmechanismus
mit dem Antriebsrohr des Gegengewichtssystems zu zeigen.
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3 ist
eine vergrößerte Teilansicht
durch den Bedienungsmechanismus, die einen Kuppler zeigt, der in
ein Getriebe eingreift, das sich zum Abwärtsbewegen der Tür im Eingriff
mit getriebenen Wellen an dem Antriebsrohr befindet.
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4 ist
eine 3 ähnelnde
Teilansicht, die den Kuppler von dem Getriebe zurückgezogen zeigt,
mit einem Sperrklinkenrad und Klinken, die den Motor und die getriebenen
Wellen zum Aufwärtsbewegen
der Tür
miteinander verbinden.
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5 ist
ein im Wesentlichen entlang der Linie 5–5 aus 4 ausgeführter Querschnitt, der Einzelheiten
des Getriebes, des Sperrklinkenrads und der federgespannten Klinken
zeigt.
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6 ist
ein im Wesentlichen entlang der Linie 6–6 aus 4 ausgeführter Querschnitt, der Einzelheiten
der Drehwiderstandseinheit und im Besonderen die Position der Verriegelungskugel
zwischen den axialen Rillen an dem Kuppler und den Auslegerarmaussparungen
bei Beginn des Aufwärtsantriebs der
Tür zeigt.
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7 ist
eine 6 ähnelnde
Teilansicht, die die Verriegelungskugel zu einer mittigen Aussparung
in dem Auslegerarm verschoben zeigt, was bei Beginn des Abwärtsantriebs
der Tür
eintreten kann.
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8 ist
ein 6 und 7 ähnelnder Querschnitt, der die
Verriegelungskugelposition relativ zu den Auslegerarmaussparungen
bei Beginn des Abwärtsantriebs
der Tür
zeigt.
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9 ist
ein im Wesentlichen entlang der Linie 9–9 aus 8 ausgeführter Querschnitt, der die Krümmung der
Auslegerarmelemente während
der Transition der Verriegelungskugel zwischen den Aussparungen
zeigt.
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10 ist
eine Explosionsdarstellung des motorisierten Bedienungsmechanismus,
die Einzelheiten der verschiedenen Bauteile und die Wechselbeziehung
zwischen den verschiedenen Bauteilen darstellt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNG ZUM
AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
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Ein motorisierter Bedienungsmechanismus nach
den Konzepten der vorliegenden Erfindung wird im Allgemeinen durch
die Ziffer 10 in 1 und 2 der Zeichnungen angezeigt.
Das Bedienungsmechanismussystem (10) wird in Verbindung
mit einer herkömmlichen
unterteilten Tür
(D) eines üblicherweise in
Garagen von Wohnhäusern
verwendeten Typs montiert gezeigt. Die Öffnung, in der die Tür (D) für Öffnungs-
und Schließbewegungen
relativ dazu positioniert ist, wird durch einen im Allgemeinen durch
die Ziffer 12 angezeigten Rahmen definiert, der aus einem
Paar beabstandeter Pfosten (13, 14) besteht, die,
wie aus 1 ersichtlich,
im Allgemeinen parallel sind und sich vertikal von dem Boden (nicht
gezeigt) nach oben erstrecken. Die Pfosten (13, 14) sind
an ihrem vertikalen oberen Ende durch einen Sturz (15)
beabstandet und verbunden, um dadurch einen im Allgemeinen umgekehrten
U-förmigen
Rahmen (12) um die Öffnung
der Tür
(D) herum zu beschreiben. Der Rahmen (12) ist zu Zwecken
der Verstärkung
und Vereinfachung der Befestigung von Elementen zum Stützen und
Steuern der Tür
(D), einschließlich
des Bedienungsmechanismussystems (10), normalerweise aus
Bauholz konstruiert, wie es den auf dem Gebiet erfahrenen Personen
wohlbekannt ist.
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An den Pfosten (13, 14)
sind in der Nähe
der oberen Enden davon und der seitlichen Enden des Sturzes (15)
zu beiden Seiten der Tür
(D) im Allgemeinen durch die Ziffer 20 angezeigte Flaggenwinkel angebracht.
Die Flaggenwinkel (20) bestehen im Allgemeinen aus L-förmigen vertikalen
Elementen (21) mit einem Schenkel (22), der an
einem zugrundeliegenden Pfosten (13, 14) befestigt
ist, und einem vorstehenden Schenkel (23), der vorzugsweise
im Wesentlichen senkrecht zu dem Schenkel (22) und daher
senkrecht zu den Pfosten (13, 14) positioniert
ist.
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Die Flaggenwinkel (20) umfassen
außerdem ein
Winkeleisen (25), das in stützender Beziehung zu den Schienen
(T, T) positioniert ist, die sich zu beiden Seiten der Tür (D) befinden.
Die Schienen (T, T) stellen ein Führungssystem für Rollen,
die an der Seite der Tür
(D) befestigt sind, bereit, wie es auf dem Gebiet erfahrenen Personen
wohlbekannt ist. Die Winkeleisen (25) erstrecken sich normalerweise
im Wesentlichen senkrecht zu den Pfosten (13, 14)
und können
an dem Übergangsteil
der Schienen (T, T) zwischen dem vertikalen Abschnitt und dem horizontalen
Abschnitt davon oder in dem horizontalen Abschnitt der Schienen
(T, T) befestigt werden. Die Schienen (T, T) definieren den Weg
der Tür
(D) beim Bewegen aufwärts
von der geschlossenen zu der geöffneten
Position und abwärts
von der geöffneten
zu der geschlossenen Position.
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Das Bedienungsmechanismussystem (10) kann
elektrisch mit einer im Allgemeinen durch die Ziffer 26 angezeigten
Deckeneinheit verbunden werden, die eine Stromversorgung, eine Leuchte,
einen Funkempfänger
mit Antenne zur Fernbetätigung
des Bedienungsmechanismussystems (10) auf eine auf dem
Gebiet bekannte Weise und andere funktionsfähige Peripheriegeräte umfasst.
Die Deckeneinheit (26) kann elektrisch mit einer Wandeinheit
(27) verbunden sein, die einen Auf/Ab-Knopf, eine Lichtsteuerung
und Steuerungen für
andere bekannte Funktionen aufweist. Die Deckeneinheit (26)
ist außerdem elektrisch
mit einer elektrischen Automatikverriegelung/-entriegelung (28)
verbunden, die einen Riegel (29) aufweist, der sich durch
eine Öffnung
in einer der Schienen (T) erstrecken kann, um die Tür (D) in
der geschlossenen oder anderen vorgewählten Positionen zu verriegeln.
Die Verriegelung (28) kann eine manuelle Steuerung besitzen,
die wenigstens manuelles Entriegeln im Falle eines Stromausfalls
zulässt.
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Nun mit Bezug auf 1 und 2 der
Zeichnungen steht das Bedienungsmechanismussystem (10) über ein
im Allgemeinen mit der Ziffer 30 angezeigtes Gegengewichtssystem
in mechanischer Wechselbeziehung mit der Tür (D). Wie gezeigt, umfasst
das Gegengewichtssystem (30) ein verlängertes Antriebsrohr (31),
das sich zwischen Spanneinheiten (32, 32) erstreckt,
die in der Nähe
von jedem der Flaggenwinkel (20) positioniert sind. Obwohl
das hierin dargestellte beispielhafte Gegengewichtssystem (30)
auf vorteilhafte Weise mit dem US-Patent Nr. 5.419.010 im Einklang
steht, werden auf dem Gebiet erfahrene Personen erkennen, dass das
Bedienungsmechanismussystem (10) mit einer Vielzahl von
Torsionsfeder-Gegengewichtssystemen verwendet werden kann. In jedem
Fall umfasst das Gegengewichtssystem (30) Kabeltrommelmechanismen (33),
die an dem Antriebsrohr (31) nahe den Enden davon positioniert
sind und mit dem Antriebsrohr (31) drehen. Die Kabeltrommelmechanismen
(33) besitzen jeweils ein dortherum aufgezogenes Kabel
(C), das an der Tür
(D) vorzugsweise nahe dem untersten Teil so befestigt ist, dass
das Drehen der Kabeltrommelmechanismen (33) funktioniert,
um die Tür
(D) zu öffnen
oder zu schließen.
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, besitzt
das Bedienungsmechanismussystem (10) ein Bedienungsmechanismusgehäuse (35),
das auf passende Weise eine Länge
des Antriebsrohrs (31) umschließt. Auch wenn das Antriebsrohr
(31) als hohles röhrenförmiges Element
dargestellt ist, das im Querschnitt nicht kreisförmig ist, ist anzuerkennen,
dass kreisförmige
Antriebsrohre, feste Wellen und andere Arten von Antriebselementen, die
Kabeltrommeln drehen, wie Kabeltrommelmechanismen (33),
in Verbindung mit dem Bedienungsmechanismussystem (10)
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können und in dieser Terminologie
in dem Kontext dieser Spezifikation enthalten sind.
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Das Bedienungsmechanismusgehäuse (35) besitzt
U-förmige
Schlitze (36) an jedem Ende, durch die sich das Antriebsrohr
(31) erstreckt. Das Bedienungsmechanismusgehäuse (35)
hat eine Montageplatte (37), die mit einer Vielzahl von
Kopfschrauben (38) an dem Sturz (15) befestigt
werden kann. Auch wenn das Bedienungsmechanismusgehäuse (35)
im Wesentlichen mittig zwischen den Kabeltrommelmechanismen (33, 33)
an dem Antriebsrohr (31) angebracht gezeigt wird, ist anzumerken,
dass bei dem dargestellten Gegengewichtssystem (30) das
Bedienungsmechanismusgehäuse
(35) an jedem gewünschten
Ort entlang des Antriebsrohrs (31) angebracht werden kann,
wenn es nötig
oder wünschenswert
sein sollte, ein Überkopf-
oder Wandhindernis bei einer bestimmten Garagenkonstruktion zu umgehen.
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Innerhalb des Bedienungsmechanismusgehäuses (35)
ist ein Bedienungsmechanismusmotor positioniert, der, wie aus 2 bis 4 der Zeichnungen ersichtlich ist, im
Allgemeinen mit der Ziffer 40 angezeigt wird. Der Bedienungsmechanismusmotor
(40) kann ein herkömmlicher
Elektromotor sein, der dazu konstruiert ist, eine Motorwelle (41),
die in geeigneten Lagern (42) getragen werden kann, anzuhalten,
vorwärts
und rückwärts zu drehen.
Wie anhand der Zeichnungen anzuerkennen ist, kann sich die Motorwelle
(41) im Wesentlichen parallel zu dem Antriebsrohr (31)
in nächster
Nähe dazu
befinden, um eine kompakte Gestaltung innerhalb des Bedienungsmechanismusgehäuses (35)
bereitzustellen. Bei dem unter dem Antriebsrohr (31) positionierten
Bedienungsmechanismusmotor (40) erstreckt sich nichts von
dem Bedienungsmechanismusmotor (40) und nur ein kleiner
Abschnitt des Bedienungsmechanismusgehäuses (35) oberhalb
des Antriebsrohrs (31), so dass das gesamte Bedienungsmechanismussystem
(10) im Wesentlichen unter und innerhalb der von dem Gegengewichtssystem
(30) und den Schienen (T, T) definierten Umfassung ruht.
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Um einen Bedienungsmechanismusmotor (40)
mit minimalen Abmessungen und gesteigerter Leistungsabgabe zu erreichen
und andere Nutzeffekte zu erreichen, ist der Bedie nungsmechanismusmotor
(40) mit einer im Allgemeinen durch die Ziffer 45 angezeigten
Untersetzung gekuppelt. Die Untersetzung (45) besitzt ein
im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse
(46) mit vorstehenden Ösen
(47), die mit Schraubenbolzen (49) an einem abstehenden
Träger (48)
des Bedienungsmechanismusgehäuses
(35) befestigt werden können,
um den Bedienungsmechanismusmotor (40) und die Untersetzung
(45) in einer festen Position innerhalb des Bedienungsmechanismusgehäuses (35)
zu halten. Das axiale äußere Ende
der Motorwelle (41) besitzt Zähne, die ein Ritzel (43)
bilden, das funktionsfähig
in ein Erststufen-Planetengetriebe (50) eingreift, das
in dem Untersetzungsgehäuse
(46) positioniert ist und in innere Zähne (51) eingreift,
die umfänglich
innerhalb des Gehäuses
(46) angeordnet sind. Das Erststufen-Planetengetriebe (50)
hat eine Erststufen-Getriebeplatte (52) als den Ausgang
davon mit einem vorstehenden Abtriebsritzel (53). Das Abtriebsritzel
(53) treibt ein Zweitstufen-Planetengetriebe (55)
an, das dem Erststufen-Planetengetriebe (50) ähneln kann.
Das Zweitstufen-Planetengetriebe (55) greift ebenfalls
in Zähne
(51) innen in dem Gehäuse
(46), wie von dem Abtriebsritzel (53) angetrieben,
ein. Das Zweitstufen-Planetengetriebe (55) besitzt eine
Zweitstufen-Getriebeplatte (56), die den Ausgang des Zweitstufen-Planetengetriebes
(55) bildet. Die Zweitstufen-Getriebeplatte (56)
trägt einen
axial vorstehenden Hohlwellenstumpf (57), der für einen
hierin nachfolgend beschriebenen Zweck innere Schiebekeile (58)
aufweist.
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Mit weiterem Bezug auf 3, 4 und 10 wird der
Wellenstumpf (57) in einem Lager (59) getragen. Das
Gehäuse
(46) besitzt eine Abdeckplatte (46') mit einer zentralen ringförmigen Muffe
(46"),
die ein Lager (59) für
den Wellenstumpf (57) einpasst. Es ist daher anzuerkennen,
dass der Wellenstumpf (57) zu jeder Zeit Drehung in die
Richtung des Bedienungsmechanismusmotors (40) mit einer
stark reduzierten Winkelgeschwindigkeit, aber deutlich erhöhtem Leistungsvermögen erzeugt.
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Der Rest der Bauteile des motorisierten
Bedienungsmechanismussystems (10) werden durch eine im
Allgemeinen durch die Ziffer 60 in 3, 4 und 10 angezeigte Antriebswelle
getragen und stehen mit dieser in funktionsfähiger Wechselbeziehung. Das
axiale Ende der Antriebswelle (60) nahe der Untersetzung
(45) hat äußere Schiebekeile
(61), die dazu angepasst sind, ineinander passend in die inneren
Schiebekeile (58) des Wellenstumpfes (57) einzugreifen,
so dass die Antriebswelle (60) zu jeder Zeit mit dem Wellenstumpf
(57) dreht. Um axialen Versatz der Antriebswelle (60)
relativ zu der Unterset zung (45) zu verhindern, erstreckt
sich eine Stellschraube (62) durch die Zweitstufen-Getriebeplatte (56)
und greift in eine Gewindebohrung (63) in dem axialen Ende
der Antriebswelle (60) ein. Mit einem Abstand zu dem äußeren Schiebekeil
(61) der Antriebswelle (60) ist eine vorstehende
Schulter (64) angeordnet. Zwischen der Schulter (64)
und den äußeren Schiebekeilen
(61) an der Antriebswelle (60) befinden sich Antriebsspindelgewindegänge (65)
mit großer
Teilung. Der Rest der Antriebswelle (60) von der Schulter
(64) zu dem Ende gegenüber
der Untersetzung (45) ist eine glatte Lagerfläche (66).
Das Ende der Antriebswelle (60), das die Lagerfläche (66) abschließt, wird
durch ein Gleitlager (67) getragen, das in einem Abschnitt
des Bedienungsmechanismusgehäuses
(35) positioniert ist. Das Bedienungsmechanismussystem
(10) ist über
einen im Allgemeinen mit der Ziffer 70 angezeigten Getriebestrang,
wie aus 2, 3 und 4 ersichtlich, mit dem Gegengewichtssystem
(30) und insbesondere mit dem Antriebsrohr (31)
davon verbunden. Der Getriebestrang (70) umfasst ein Getriebe
(71), das frei drehbar an der Lagerfläche (66) der Antriebswelle
(60) angebracht ist. Das Getriebe besitzt um die umfängliche Peripherie
davon herum axial beabstandete Stirnräder (72). Das Antriebsrohr
(31) des Gegengewichtssystems (30) trägt eine
getriebene Welle (73), die nichtrelativ drehbar an dem
Antriebsrohr (31) des Gegengewichtssystems (30)
befestigt ist. Die getriebene Welle (73) besitzt axial
beabstandete, umfänglich fortlaufende
Stirnräder
(74), die ineinander passend in die Stirnräder (72)
des Getriebes (71) eingreifen. Wie am besten aus 2 bis 4 ersichtlich ist, werden sowohl die
getriebene Welle (73) als auch das Antriebsrohr (31)
relativ zu der Antriebswelle (60) von einem abstehenden
Träger
(75) getragen, der mit Sechskantschrauben (76)
an dem Sturz (15) befestigt ist. Es ist daher anzuerkennen,
dass das Drehen des Getriebes (71) in beide Richtungen
zu schräg entgegengesetzter
Drehung der getriebenen Welle (73) führt und somit auch des Antriebsrohrs
(31) des Gegengewichtssystems (30), um das Heben
und Senken der Tür
(D) zu bewirken.
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Zwischen Getriebe (71) und
Schulter (64) der Antriebswelle (60) ist ein im
Allgemeinen mit der Ziffer 80 angezeigtes Sperrklinkenrad
positioniert, das, wie hierin nachfolgend beschrieben, das Getriebe (71)
in eine Richtung antreibt. Wie am besten aus 3, 4, 5 und 10 ersichtlich ist, ist das Sperrklinkenrad
(80) frei drehbar an der Lagerfläche (66) der Antriebswelle
(60) angebracht. Der axiale Abschnitt des Sperrklinkenrads
(80) nahe des Getriebestrangs (70) erstreckt sich
in eine zylindrische Aussparung (77) in dem Getriebe (71)
und hat Klinkenzähne
(81) um die Außenfläche davon
herum. Die Klinken zähne
(81) stehen zusammen in Wechselbeziehung mit zwei oder
mehr Klinken (82), die in vorgeschnittenen Schlitzen (83)
positioniert sind, die begrenztes Drehen der Klinken (82)
axial einwärts
und auswärts
von dem Getriebe (71) gestatten. Die zylindrische Aussparung
(77) des Getriebes (71) besitzt vorstehende Stifte
(84), die Schraubenfedern (85) positionieren, um
die Klinken (82) radial einwärts zu jeder Zeit in Eingriff
mit den Klinkenzähnen
(81) des Sperrklinkenrads (80) vorzuspannen. Es
ist daher anzuerkennen, dass das Drehen des Sperrklinkenrads (80)
im Uhrzeigersinn, wie durch einen Pfeil und CW in 2 bis 5 angezeigt,
dazu führt,
dass das Getriebe (71) angetrieben wird, um außerdem das
Drehen der getriebenen Welle (73) und des Antriebsrohrs
(31) zu bewirken. Das Drehen des Sperrklinkenrads (80)
in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht nicht das Getriebe
(71), da die Klinken (82) an den Klinkenzähnen (81)
vorbei lediglich freilaufen.
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Zwischen dem Sperrklinkenrad (80)
und der Untersetzung (45) ist ein im Allgemeinen durch
die Ziffer 90 angezeigter Kuppler eingefügt. Wie
besonders aus 2 bis 4 und 10 ersichtlich ist, besitzt der Kuppler
(90) einen runden Vorsprung (91) mit Antriebsspindelgewindegängen (92)
mit großer
Teilung an einer inneren Bohrung, die ineinander passend in die
Antriebsspindelgewindegänge
(65) der Antriebswelle (60) eingreifen. Es ist
daher anzuerkennen, dass das Drehen der Antriebswelle (60)
gegen den Uhrzeigersinn das Bewegen des Kupplers (90) von der
in 4 dargestellten Position,
wo der runde Vorsprung (91) in die Untersetzung (45)
eingreift, zu der in 3 dargestellten
Position, wo sich der runde Vorsprung (91) nahe der Schulter
(64) der Antriebswelle (60) befindet, ermöglicht.
Das Drehen der Antriebswelle (60) im Uhrzeigersinn erzeugt
entgegengesetztes Bewegen des Kupplers (90), das heißt von der
in 3 dargestellten Position
axial zu der Antriebswelle (60) zu der in 4 dargestellten Position.
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Der Kuppler (90) besitzt
einen von dem runden Vorsprung (91) des Kupplers (90)
vorstehenden ringförmigen
Vorsprung (93), der mit dem Sperrklinkenrad (80)
und dem Getriebe (71) in Wechselwirkung tritt. Der ringförmige Vorsprung
(93) hat axial vorstehende Zähne (94) (4 und 10), die wahlweise in ineinander passende
axial vorstehende Zähne (78)
(3 und 10) an dem Getriebe (71) eingreifen. Wie
gezeigt, verfügen
der Kuppler (90) und das Getriebe (71) jeder jeweils über fünf gleichwinkelig
beabstandete axial vorstehende Zähne
(94 und 78), die eine antreibende Wechselbeziehung
des Getriebes (71) durch die Antriebswelle (60)
bereitstellen. Es ist daher anzuerkennen, dass die Antriebswelle
(60) bei Bewegung des Bedienungsmechanismusmotors (40) gegen
den Uhrzeigersinn das Getriebe (71) antreibt, wenn die
Zähne (94 und 78)
in der Position des Kupplers (90) aus 3 in wechselseitigen Eingriff gebracht
sind. Befindet sich der Kuppler (90) in der Position aus 4, werden die Zähne (94 und 78), wie
aus 4 ersichtlich, getrennt,
so dass dieser Antriebsweg nicht besteht.
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Während
der Kuppler (90), wie oben beschrieben, relativ zu dem
Sperrklinkenrad (80) und dem Getriebe (71) axial
bewegt werden kann, dreht das Sperrklinkenrad (80) zu jeder
Zeit mit dem Kuppler (90) in beide Richtungen, da es durch
die Antriebswelle (60) und den Bedienungsmechanismusmotor
(40) angetrieben wird. In dieser Hinsicht verfügt der ringförmige Vorsprung
(93) des Kupplers (90) über radial einwärts vorstehende
Schiebekeile (95) (4 und 10), die mit axialen Schlitzen
(86) (10) an
der Außenfläche des
Sperrklinkenrads (80) in wechselseitigen Eingriff treten.
Sowohl die Schiebekeile (95) als auch die axialen Schlitze
(86) weisen eine ausreichende axiale Ausdehnung auf, so dass
sie während
des gesamten Umfangs der axialen Bewegung des Kupplers (90)
relativ zu dem festen Sperrklinkenrad (80) im Eingriff
bleiben.
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Bei Umkehr der Drehrichtung der Antriebswelle
(60), wie durch den Bedienungsmechanismusmotor (40)
gesteuert, wird die anfängliche
axiale Bewegung des Kupplers (90) entlang der Antriebswelle (60) über eine
im Allgemeinen durch die Ziffer 100 angezeigte Drehwiderstandseinheit
sichergestellt. Mit besonderem Bezug auf 3 bis 10 besitzt
die Drehwiderstandseinheit einen gekrümmten Auslegerarm (101),
der sich axial auswärts
von der Untersetzungsgehäuse-Abdeckplatte
(46') erstreckt
und an dieser steif befestigt ist. Der gekrümmte Auslegerarm (101)
ist innen so gestaltet, dass er drei winkelig angeordnete Aussparungen
(102, 103 und 104) bildet. Die Aussparungen
(102, 103 und 104) werden axial von einer
Abschlusswand (105) und einer radial einwärts von
dem Auslegerarm (101) (siehe 9) vorstehenden
Zwischenwand (106) abgeschlossen. Innerhalb der Aussparungen
(102, 103 und 104) wird zwischen der
Abschlusswand (105) und der Zwischenwand (106)
eine Verriegelungskugel zurückgehalten
oder gefangen, die auf eine hierin nachfolgend beschriebene Weise
wahlweise zwischen den Aussparungen (102, 103 und 104)
bewegt werden kann. Die Drehwiderstandseinheit (100) umfasst
axial verlaufende Rillen (96), die in der Außenfläche des
runden Vorsprungs (91) des Kupplers (90) geformt
sind. Wie ersichtlich ist, können
die Rillen (96) ein Segment eines Kreises mit einem im
Wesentlichen dem Radius der Verriegelungskugel (107) entsprechenden
Radius bilden. Die Rillen (96) erstrecken sich in einer
ausreichenden Entfernung axial von dem runden Vorsprung (91)
des Kupplers (90), so dass während des gesamten axialen
Wegs des Kupplers (90) zwischen den in 3 und 4 dargestellten
Positionen die Verriegelungskugel (107) in einer oder mehreren Rillen
(96) umfänglich
um den runden Vorsprung (91) positioniert bleibt. Wie aus 9 ersichtlich ist, ist der
Auslegerarm (101) zu ausreichender auswärtiger Krümmung fähig (9), um das Bewegen der Verriegelungskugel
(107) zwischen den Aussparungen (102, 103, 104)
während
des Arbeitstakts des Bedienungsmechanismussystems (10)
auf eine hierin nachfolgend beschriebene Weise zu gestatten.
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Während
sich der Betrieb des motorisierten Bedienungsmechanismussystems
(10) anhand der vorgenannten Beschreibung größtenteils
von selbst erklärt,
vollzieht sich ein Arbeitstakt im Wesentlichen auf die folgende
Weise. Die Tür
(D) wird abwärts
zu der geschlossenen Position hin angetrieben, wobei sich die Zähne (94)
des Kupplers (90) in der in 3 dargestellten
Position in Kontakt mit den axial vorstehenden Zähnen (78) des Getriebes
(71) befinden und sich der Bedienungsmechanismusmotor (40)
gegen den Uhrzeigersinn gemäß den in 2 bis 4 dargelegten Drehrichtungen dreht. Der
Kraftbetrieb des Motors (40) wird durch ein Signal von
einem Grenzschalter oder einem anderen Sensor auf eine den auf dem
Gebiet erfahrenen Personen wohlbekannte Weise unterbrochen, wenn
die Tür
(D) den unteren oder geschlossenen Zustand erreicht. Der Bedienungsmechanismusmotor
(40) wird dann für
ein kurzes Intervall in eine Richtung im Uhrzeigersinn gedreht,
um den Kuppler (90) aus dem Eingriff mit dem Getriebe (71)
zurückzuziehen,
was die in 4 dargestellte Position
ist. Während
der Drehung des Motors (40) gegen den Uhrzeigersinn während der
Abwärtsfahrt der
Tür (D)
hat sich die Verriegelungskugel (107) radial frei in die
Aussparung (102) bewegt, da sich der Kuppler (90)
in eine dem in 6 der
Zeichnungen angezeigten Pfeil entgegengesetzte Richtung bewegt hat.
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Der Beginn der Drehung des Motors
(40) im Uhrzeigersinn, die durch die Drehung des Kupplers (90)
in die Richtung des Pfeils aus 6 wiedergegeben
wird, bewegt die Verriegelungskugel (107) in die Position,
die in 6 mit der durchgezogenen
Linie dargestellt wird. Auf Grund ihres Eingreifens in den festen
Auslegerarm (101) der Drehwiderstandseinheit (100) übt die Verriegelungskugel
(107) über das
Eingreifen in die Rillen (96) des Kupplers (90)
ein finites Ausmaß an
Widerstand gegen die Drehung des Kupp lers (90) aus. Da
das freie Drehen des Kupplers (90) vorübergehend durch die Verriegelungskugel
(107) verhindert wird, wird die axiale Bewegung des Kupplers
(90) von der in 3 dargestellten
Position zu der in 4 dargestellten
Position dadurch induziert, dass die Antriebsspindelgewindegänge mit
großer
Teilung (92) in die Antriebsspindelgewindegänge (65)
der Antriebswelle (60) eingreifen. Da zum Bewirken der
axialen Bewegung des Kupplers (90) nur minimaler Widerstand
erforderlich ist, wird diese Bewegung normalerweise mit der Verriegelungskugel
(107) in der Position, die in 6 mit der durchgezogenen Linie dargestellt
wird, abgeschlossen. Sobald der Kuppler (90) die in 4 dargestellte axiale Position
erreicht und durch das Eingreifen in die Untersetzung (45)
angehalten wird, beginnt das Drehen des Kupplers (90) in
die Richtung des Pfeils in 6,
worauf sich in wenigen Graden der Drehung des Kupplers (90)
die Verriegelungskugel (107) durch Überwinden des vorspannenden
Widerstands des Auslegerarms (101) von der Position, die
in 6 mit der durchgezogenen
Linie dargestellt wird, zu der Position der gestrichelten Linie
(107')
bewegt. Nach dieser kurzen Drehung des Motors (40) im Uhrzeigersinn,
wird der Motor (40) angehalten und verbleibt mit dem Kuppler
(90) von dem Getriebe (71) getrennt. Je nach Türgröße und anderen
Erwägungen
kann eine Verriegelung (28) vor oder nach der gerade beschriebenen
Drehung des Motors (40) im Uhrzeigersinn erregt werden,
um die Tür
(D) in der geschlossenen oder einer anderen gewählten Position zu verriegeln.
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Wird das Öffnen oder Anheben der Tür (D) aus
der geschlossenen zu der geöffneten
Position gewünscht,
wird die Verriegelung (28), soweit verwendet, zurückgezogen
oder freigegeben, um die Tür
(D) zum Aufwärtsbewegen
frei zu machen. Der Motor (40) nimmt dann das Drehen im
Uhrzeigersinn wieder auf, wobei sich der Kuppler (90) in
der in 4 der Zeichnungen
dargestellten zurückgezogenen
Position befindet. In dieser Position dreht die Antriebswelle (60)
den Kuppler (90), der durch die in die axialen Schlitze
(86) eingreifenden Schiebekeile (95) davon das
Sperrklinkenrad (80) dreht. Die Klinkenzähne (81)
des Sperrklinkenrads (80) greifen in die Klinken (82)
des Getriebes (71) ein, um die getriebene Welle (73)
und das Antriebsrohr (31) so zu drehen, dass die Kabel
(C) aufgewickelt werden, um die Tür zu der geöffneten Position anzuheben.
Der Bedienungsmechanismusmotor (40) setzt den Antrieb weiter
fort, bis dem Motor (40) der Kraftbetrieb entzogen wird,
wenn ein Grenzschalter oder ein anderer Sensor anzeigt, dass die
Tür (D)
die geöffnete
Position erreicht hat. Die Tür
(D) bleibt in der geöffneten
Position, wobei der Kuppler (90), wie in 4 dargestellt, in der zurückgezogenen
Posi tion relativ zu dem Getriebe (71) bleibt. Während des
Antriebs der Tür
(D) von der geschlossenen zu der geöffneten Position bleibt die
Verriegelungskugel (107) in der Position der gestrichelten
Linie (107')
aus 6, wobei der Kuppler
(90) in die Richtung des Pfeils aus 6 dreht und sich die Verriegelungskugel
(107) in der Aussparung (104) frei radial hin-
und herbewegt, während
sie in dem Auslegerarm (101) gefangen bleibt.
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Wird gewünscht, die Tür (D) zum
Bewegen von der geöffneten
zu der geschlossenen Position zu betätigen, wird der Bedienungsmechanismusmotor (40)
in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die Antriebswelle
(60) beginnt den Antrieb des Kupplers (90) in
die in 8 der Zeichnungen
dargestellte Richtung, wobei sich die Verriegelungskugel (107)
zu der in 8 dargestellten
Position bewegt. Bei Betrieb, was die Umkehr vom dem in Verbindung mit 6 Beschriebenen ist, übt die Verriegelungskugel
(107) Drehwiderstand auf den Kuppler (90) aus,
so dass axiale Bewegung des Kupplers (90) induziert wird,
um ihn von der zurückgezogenen
Position aus 4 zu der
Position aus 3 zu bewegen,
wo die Zähne
(94) des Kupplers (90) in die Zähne (78)
des Getriebes (71) eingreifen. Sobald diese axiale Translation
des Kupplers (90) abgeschlossen ist, überträgt fortgesetzte Drehung des
Motors (40) gegen den Uhrzeigersinn die Verriegelungskugel (107)
unverzüglich
von der Aussparung (104) zu der Aussparung (102),
wodurch sich eine Umkehr der in Verbindung mit 6 beschriebenen Abfolge ergibt. Sollte
jedoch die vollständige
axiale Bewegung des Kupplers (90) dadurch behindert werden,
dass die Zähne
(94) in die Zähne
(78) des Getriebes (71) eingreifen, würde die
Verriegelungskugel (107), wie in 7 dargestellt, nur zu der Zwischenposition
der Aussparung (103) gedreht. Da sich der Kuppler (90) zu
einer neuen Position relativ zu dem Getriebe (71) gedreht
hat, können
sich die Zähne
(94 und 78) nicht in einer störenden Position befinden. Somit
bringt fortgesetztes Drehen des Motors (40) gegen den Uhrzeigersinn
den axialen Weg des Kupplers (90) zum Abschluss, wobei
sich zu diesem Zeitpunkt die Verriegelungskugel (107) von
der Aussparung (103) zu der Aussparung (102) bewegt.
Fortgesetztes Drehen des Kupplers (90) gegen den Uhrzeigersinn durch
den Motor (40) erzeugt direkten Antrieb des Getriebes (71)
durch den Kuppler (90) durch die Zähne (94 und 78).
Die Verriegelungskugel (107) bewegt sich danach in der
Aussparung (102) radial hin und her, während die Tür (D) zu der geschlossenen
Position herabgelassen wird, um dadurch den Arbeitstakt abzuschließen.
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Es ist anzuerkennen, dass der Kuppler
(90) bei Abschluss jeder Antriebsfolge und während der Bewegung
der Tür
(D) von der geschlossenen zu der geöffneten Position von dem Getriebe
(71) zurückgezogen
wird. Somit kann, wenn die Tür
(D) bei der Schließbewegung
auf eine Person oder einen Gegenstand treffen sollte, die Tür (D) mit
Unterstützung durch
das Gegengewichtssystem (30) gut manuell angehoben werden,
sobald der Kuppler (90) zurückgezogen ist. In diesem Fall
dreht das Getriebe (71) frei im Uhrzeigersinn, wobei die
Klinken (82) im Wesentlichen ohne Widerstand frei über die
Klinkenzähne
(81) an dem Sperrklinkenrad (80) laufen. Aus einer
solchen Halt-Position kann die Tür
(D) nach unten gezogen werden, was ein Drehen des Getriebes (71)
gegen den Uhrzeigersinn verursacht, so dass die Klinken (82)
funktionsfähig
in die Klinkenzähne (81)
eingreifen, wodurch Kuppler (90), Antriebswelle (60),
Untersetzung (45) und Motor (40) gegen den Widerstand
angetrieben werden, der durch Dauermagneten in dem Motor (40)
bereitgestellt wird, die eine abwärtsgerichtete manuelle Bewegung
der Tür (D)
gestatten, jedoch mit einem ausreichenden Widerstand, um einen Freifallzustand
zu vermeiden.
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Somit sollte offensichtlich sein,
dass der hierin offenbarte motorisierte Bedienungsmechanismus für Türen verschiedene
der Aufgaben der oben dargelegten vorliegenden Erfindung ausführt und
ansonsten einen vorteilhaften Beitrag zu dem Gebiet darstellt. Wie
für die
auf dem Gebiet erfahrenen Personen erkennbar ist, können an
den hierin offenbarten bevorzugten Ausführungen Veränderungen vorgenommen werden,
ohne von dem Sinn der Erfindung abzuweichen, wobei der Umfang der
Erfindung allein durch den Umfang der angehängten Ansprüche beschränkt wird.